单片机中断系统解析:中断响应与处理
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更新于2024-07-13
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"本文档主要介绍了单片机中断系统的基本概念、应用场合、中断响应条件以及中断响应过程,并涉及了中断源、中断请求、中断服务子程序等关键概念。同时,讨论了中断技术的优势,如分时操作、实时处理和故障处理。此外,还提到了外部中断0的硬件连接方式和中断控制寄存器TCON和IE的使用。"
在单片机系统中,中断是一种重要的机制,它允许CPU在执行当前任务时,因外部或内部事件的发生而暂停当前任务,转而处理这些事件,处理完成后,再返回原先的任务继续执行。中断响应条件主要包括三个:
1. 中断源有请求:这意味着中断请求标志位被设置为“1”,表明有中断事件发生。例如,在89S51单片机中,如果外部中断0(INT0)发生,相应的中断请求标志位IE0会被置位。
2. 中断允许寄存器IE中的相应位为“1”。IE寄存器用于开启或关闭不同类型的中断,当其中的某一位为1时,表示对应中断被允许。
3. CPU中断开放,即全局中断允许位EA(EXTERNAL INTERRUPT ENABLE)被设置为1。如果EA=0,即使其他条件满足,CPU也不会响应中断。
中断响应过程包括以下几个步骤:
1. 屏蔽同级或低级的中断请求:CPU会检查并阻止相同级别或级别更低的中断请求,以确保当前中断得到优先处理。
2. 把断点地址:CPU保存当前执行指令的地址,以便中断处理结束后能够返回继续执行。
3. 转向中断服务子程序:CPU根据中断向量表找到中断服务子程序的入口地址,并开始执行中断服务程序。
4. 清除中断标志位(除了TI和RI):大多数中断标志位在进入中断服务子程序时会被自动清除,但串行口中断TI和RI通常需要在服务子程序中手动清除。
中断技术在实际应用中非常广泛,例如在四人抢答器的设计中,单片机通过中断处理抢答事件。中断使得CPU能够快速响应外部事件,如按钮按下,及时进行蜂鸣器提示和显示选手编号。中断技术具有以下优点:
1. 分时操作:CPU可以在短时间内快速切换,处理多个外设请求,仿佛同时与它们交互。
2. 实时处理:对于突发事件,如按键按下,中断可以确保CPU立即响应。
3. 故障处理:中断可以用于处理异常情况,如电源掉电、存储错误或运算溢出。
在硬件连接方面,89S51单片机的INT0引脚用于检测外部中断0,当检测到高电平到低电平的负跳变或持续的低电平时,会触发中断请求。
中断控制寄存器TCON和IE则用来管理中断。TCON用于控制定时器/计数器的中断标志和启动/停止,而IE用于全局中断允许和各个中断的开启或关闭。例如,IE0控制外部中断0的请求标志,当外部中断0发生时,需要检查IE0是否被置位,以确定是否允许中断。
中断是单片机系统中不可或缺的一部分,它使得系统能够灵活、高效地处理多种并发任务,提高系统的实时性和可靠性。
2009-03-23 上传
2022-06-19 上传
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